D2SRS两种照射技术与CyberKnife在脑转移瘤立体定向放疗中的剂量学研究

目的:分析基于常规加速器的微光刀（D2SRS）系统两种照射技术在脑转移瘤放疗中的剂量学特性,并与射波刀（CyberKnife, CK）进行比较,探讨D2SRS在脑转移瘤立体定向放疗的可行性。方法:选取30例已行CK治疗的脑转移瘤病例,分别设计动态调强（DMLC-IMRT）和动态适形拉弧（DCA）两种D2SRS计划,分析其剂量学特性并与CK计划进行比较。结果:3种计划均能实现处方剂量要求,CK计划具有较好的靶区适形度指数（CI, CI=0.82±0.04）,但剂量均匀性指数（HI, HI=0.42±0.11）最差。DMLC-IMRT计划具有与CK计划相当的靶区CI（0.80±0.07, P=0.24）,且具有更好的HI（0.28±0.13, P=0.00）;DCA计划CI（0.69±0.09）最低,但其HI（0.33±0.11）优于CK计划。靶区外剂量跌落方面CK计划更具优势,但相较于DCA计划无统计学意义（P=0.06）;在实施时间上,DMLC-IMRT计划［（16.94±1.50） min］与DCA计划［（12.67±0.52） min］相较于CK计划［（38.76±5.60） min］具有明显优势。结论:3种技术均能实现处方剂量要求且CK计划具有更好的靶区适形度,靶区外剂量跌落方面DCA计划优于DMLC-IMRT计划且接近CK计划水平,但在实施效率上两种D2SRS计划具有明显优势,能够在脑转移瘤放疗中更为高效地实现对肿瘤靶区的均匀照射,具有一定的临床应用价值。     

光子优化算法在宫颈癌术后调强计划中的剂量学分析

目的:探讨宫颈癌术后调强放射治疗（IMRT）计划中采用光子优化（PO）算法与常规的剂量体积优化（DVO）算法的 剂量学差异。方法:选取20例接受宫颈癌术后IMRT的患者。勾画靶区和危及器官后,分别设计基于PO算法和DVO算 法的两种IMRT计划,比较两种计划的剂量学特性、剂量验证通过率和治疗计划的效率。结果:两种计划中计划靶区 （PTV）的D98%、靶区覆盖率和均匀性指数无明显差异,但是PO计划在PTV的D2%、Dmean均低于DVO计划（P=0.019, 0.016）, 同时PTV的适形度指数优于DVO计划（P=0.005）。在危及器官保护上,PO计划的膀胱V30和左股骨头V20低于DVO计划 （P=0.000, 0009）,但是小肠V15、直肠V30和左右侧股骨头V30高于DVO计划（P=0.000, 0.001, 0.000, 0.000）。PO计划在正 常组织V30的受量上低于DVO计划（P=0.005）,但在V5和V10的受量上高于DVO计划（P=0.000, 0.000）。两种计划的剂量 验证通过率均能满足治疗的要求,其中PO计划通过率为（98.06±0.81）%,优于DVO计划通过率（96.05±1.09）%。PO计划 相比DVO计划,机器跳数平均减少10.7%,治疗时间平均减少10.5%,优化耗时平均缩短35.4%。结论:PO计划和DVO计 划都能满足临床要求。PO算法应用于宫颈癌术后IMRT在靶区剂量分布上略有优势,能够提高靶区适形度,减少机器跳 数,缩短计划设计时间和治疗时间,同时剂量投照更准确。     

机械旋转误差对多发脑转移瘤VMAT计划剂量分布的影响

目的:探讨直线加速器的机械旋转误差对单中心多发转移瘤VMAT计划剂量分布的影响。方法:随机选取21例多发脑转移瘤患者,假定患者均采用非共面VMAT放疗计划,分别将治疗床、准直器的角度旋转偏移[±]0.5°、[±]1.0°、[±]1.5°、[±]2.0°,并通过Eclipse 13.6治疗计划系统模拟机械旋转偏移误差在多发脑转移瘤VMAT计划中对剂量分布的影响。记录并分析不同治疗床、准直器角度旋转偏移下靶区的适形度指数（CI）、剂量梯度跌落指数（GI）、剂量均匀性指数（HI）以及危及器官的最大剂量。结果:当治疗床及准直器角度旋转偏移大于0.5°时,靶区的CI、GI（治疗床除外）及HI指数差异具有统计学意义（P<0.05）;危及器官的最大剂量差异无统计学意义（P>0.05）。结论:在设计多发脑转移VMAT计划时应考虑等中心与靶区之间的距离,六维床旋转误差校正阈值为0.5°更为合理。     

RapidArc与HybridArc技术在大体积脑转移瘤立体定向放射外科中的剂量学比较

目的:探讨RapidArc与HybridArc技术对大体积脑转移瘤的立体定向放射外科计划剂量学参数和机器跳数的影响。方法:选择10例颅内大体积脑转移瘤患者作为研究对象。分别采用Rapid Arc和HybridArc技术设计计划,比较两组计划的靶区适形度指数(CI)、梯度跌落指数(GI)、均匀性指数(HI),危及器官剂量分布,靶区周边正常组织受量体积以及机器跳数。结果:与RapidArc计划相比,HybridArc计划的靶区HI差异无统计学意义(t=-1.400, P=0.161),CI不接近1,而GI更接近于1,差异具有统计学意义(CI:t=-2.521, P=0.012;GI:t=-2.240, P=0.025)。与Rapid Arc计划相比,HybridArc计划的周边正常组织2 Gy剂量受照体积更少,差异有统计学意义(P=0.012),4、6、8和12 Gy剂量受照体积比较,差异无统计学意义(P=0.575、0.050、0.069、0.068),16和20 Gy剂量受照体积更高,差异有统计学意义(P=0.012、0.017)。与Rapid Arc计划相比,HybridArc计划的脑干、右眼、左侧视神经和右侧视神经最大受照剂量更低,差异具有统计学意义(P=0.012、0.017、0.017、0.017),左侧晶体、右侧晶体、左眼、视交叉最大受照剂量相似(P≥0.05)。与Rapid Arc计划相比,HybridArc计划的机器跳数平均减少908MU。结论:在大体积脑转移瘤立体定向放射外科中,采用HybridArc技术设计计划,靶区适形度更好,剂量梯度跌落更陡,且可明显减少机器跳数,但正常组织高剂量区受量更高,部分危及器官最大受照剂量更低。     

射野角度优化方法在全段食管癌IMRT计划设计中的应用

目的:分析射野角度优化（BAO）布野、均分布野和人工布野3种5野全段食管癌IMRT计划设计方法的剂量学差异，为全段食管癌IMRT计划设计提供临床参考。方法:选取15例行IMRT治疗的全段食管癌患者，分别设计3种5野IMRT（5f-IMRT）计划:基于BAO方法布野计划组（A组）、均分布野计划组（B组）以及人工布野计划组（C组）。用靶区覆盖率、适形度指数（CI）和均匀性指数（HI）以及各危及器官的剂量学参数来比较3组计划方法的剂量学差异，统计分析用配对t检验方法。结果:3组计划的靶区剂量覆盖均能满足临床要求。对于危及器官，A组计划的双肺Dmean和心脏平均值明显低于其他两组计划，差异有统计学意义（P<0.05）。相对于C组计划，A组和B组计划中双肺的V20 Gy和心脏V30 Gy均明显降低（P<0.05），其中A vs C、B vs C的双肺V20 Gy和心脏V30 Gy分别为［（29.15±2.75）% vs （30.03±2.55）%, P=0.005］、［（29.08±2.40）% vs （30.03±2.55）%, P=0.005］和［（45.37±4.59）% vs （48.24±6.45）%, P=0.010］、［（45.79±4.60）% vs （48.24±6.45）%, P=0.040］。最后，对3组计划的剂量学参数进行综合评分，其中A组计划中的靶区PTVx综合评分、危及器官综合评分和计划综合评分得分均为最高，其中计划综合评分CSFTotal为7。C组计划综合评分最差，CSFTotal为-4。结论:相比于人工布野方法与均分布野方法设计的全段食管癌5f-IMRT计划，BAO计划具有明显的剂量学优势，建议在全段食管癌的计划设计中推广应用。     

动态适形弧技术与容积调强技术在肺转移瘤立体定向放射治疗中的剂量学研究

【摘要】目的:比较动态适形弧（DCA）与容积调强（RA）两种放疗技术在肺部转移瘤立体定向放射治疗（SBRT）中的剂量学差异,评估各自的优势及在临床中的应用价值。方法:回顾性选择肺转移瘤患者20例,分别采用RA和DCA技术设计SBRT计划,基于RTOG0813报告标准,对比两种技术的PTV剂量学参数及危及器官受量。另外比较了计划设计时间、MU值及出束时间以评估两类计划的执行效率。结果:所有RA和DCA计划均能满足RTOG0813报告规定的靶区覆盖率要求,RA计划比DCA计划在靶区适形度CI（0.998±0.039 vs 1.357±0.138）、剂量跌落梯度指数R50%（4.90±0.93 vs 6.04±1.09）及D2 cm（47.3%±6.7% vs 54.5%±10.8%）指标上表现更好（P<0.05）。在肺部V12.5 Gy［（148.60±114.24）cm3 vs （176.25±152.16） cm3］、V13.5 Gy［（135.52±107.25 ） cm3 vs （162.10±141.21） cm3］、V20 Gy（2.83%±3.38% vs 3.52%±4.29%）以及胸壁Dmax［（3 734.42±1 229.70） cGy vs （4 230.31±1 510.60） cGy］、V30 Gy［（0.51±0.81） cm3 vs （0.93±1.25） cm3］指标上RA计划比DCA计划受量更低（P<0.05）。两类计划在心脏、脊髓、食管、血管及皮肤受量上无统计学差异（P>0.05）。在执行效率方面,DCA计划设计耗时平均比RA计划节省81.1%,机器跳数平均降低41.1%,机器出束时间平均降低56.5%（P<0.05）。结论:RA计划相对于DCA计划具有更好的适形度且能更好地控制靶区外剂量跌落梯度,在保护与靶区位置相近的危及器官上更有优势。而DCA相对RA计划可以显著提高计划设计速度和治疗效率,同时可以克服运动靶区与叶片间的交互效应。在两者剂量分布差异较小时,应注重提高治疗效率,DCA技术不失为一种可替代RA的有效治疗方案。 【关键词】动态适形弧;容积调强;立体定向放射治疗;肺转移瘤     

多发脑转移瘤容积旋转调强立体定向放射外科计划对比

【摘要】目的:通过调整容积旋转调强（VMAT）计划等中心数目及其共面条件,研究其在多发性脑转移瘤治疗中的剂量学特征,为其临床应用提供指导。方法:收集2019年在湖北省肿瘤医院治疗的多发性脑转移瘤1例,分别设计1个等中心4个非共面弧、5个等中心5个共面弧以及5个等中心5个非共面弧计划,要求处方剂量（24 Gy/3次）覆盖95%靶体积。计划评价参数包括靶区适形度指数、梯度指数、脑部放射坏死指标（V12）和低剂量区（V5）体积覆盖率。结果:VMAT单等中心非共面弧计划对比多等中心计划有着更好的靶区适形度和更小的V12,且在小体积肿瘤的治疗中有着更好的剂量跌落。结论:VMAT单等中心非共面弧计划比多等中心共面或非共面计划更适合多发性脑转移瘤。     

质子点扫描技术与光子Tomotherapy在前列腺癌应用中的剂量学比较

目的:比较前列腺癌质子点扫描技术（SSS-PT）与光子螺旋断层放射治疗（HT）两者之间的剂量学特点,其数据将为临床提供一定的参考。方法:选取12例既往前列腺癌患者作为研究对象,定位后,将CT图像分别传至Raystation和HT计划系统进行放疗计划设计。处方剂量为69 Gy/25 F。比较分析两种放疗计划的靶区适形度指数（CI）、均匀性指数（HI）、靶区和危及器官剂量学参数。结果:靶区的均匀性方面,SSS-PT优于HT（P=0.001）;直肠平均剂量SSS-PT［（21.92±4.00） Gy］低于HT［（31.97±2.60） Gy］（P=0.000）;膀胱平均剂量SSS-PT［（17.62±3.15） Gy］低于HT［（30.52±3.94） Gy］（P=0.000）;对于直肠和膀胱的保护,SSS-PT在低、中剂量区总是优于HT。结论:SSS-PT和HT两种治疗方式在靶区剂量分布均可满足临床需求,在同样靶区覆盖条件下,SSS-PT相较于HT能够更好地保护直肠和膀胱,尤其是在低、中剂量区。     

RapidArc技术应用于早期鼻腔NK／T细胞淋巴瘤调强放疗的剂量学研究

目的：研究RapidArc技术应用于早期鼻腔NK／T细胞淋巴瘤调强放疗的剂量学特性。方法：选取10例早期鼻腔NK／T细胞淋巴瘤患者,在其CT模拟定位图像勾画靶区及危及器官,分别设计3D-CRT计划和RapidArc计划,以3D—CRT计划为参考。评估RapidArc计划计划靶体积（PTV）及危及器官的剂量学参数。结果：2种治疗计划均能满足处方剂量要求,与3D-CRT计划相比,RapidArc计划PTV的最大剂量（Dmax）减小5．49Gy（t=12．784,P=-0．000）、平均剂量（D/mean）减小1．32Gy（t=8．416,P=0．000）、适形指数cI‰变好（t=12．805,P=0．000）、适形指数C195％变好（t=10．138,P=-0．000）、均匀指数HI变好（产7．817,P=-0．000）;左视神经Dmean增加4．94Gy（t=-2．494,P=-0．034）,右视神经Dmean增加7．79Gy（t=-3．031,P=-0．014）,左眼Dmax减少5．83Gy（t=4．470,P=0．002）,右眼Dmax减少6．43Gy（t=4．756,P=-0．001）,左腮腺Dmax减少7．69Gy（t=3．076,P=0．013）,右腮腺Dmax减少6．93Gy（t=2．478,P=-0．035）。结论：早期鼻腔NK／T细胞淋巴瘤患者采用RapidArc技术可获得优于3D—CRT计划的靶区剂量分布,同时更好的保护了部分危及器官,其疗效还需进一步临床评估。     

TomoDirect技术在鼻咽癌放疗中的剂量学研究

目的:研究鼻咽癌患者应用TomoDirect（TD）、TomoHelical（TH）及常规加速器固定野调强技术（FF-IMRT）设计的计划的剂量学差异。 方法:选取10例鼻咽癌患者,对患者CT图像分别设计TH、TD和FF-IMRT计划,评估靶区、危及器官和正常组织的剂量分布。采用单因子方差分析法比较TH、TD、FF-IMRT计划的剂量学参数差异,并用LSD法进行两两比较。 结果:TD技术设计的计划,靶区剂量学与TH、FF-IMRT无明显差异;危及器官保护与TH相似,相比于FF-IMRT,脊髓最大剂量降低约4 Gy（P=0.000）;腮腺平均剂量降低约20%（P=0.000）,[D33]、[D50]、[D60]显著低于FF-IMRT（P=0.000）;口腔、喉的平均剂量分别比FF-IMRT降低约7 Gy（P=0.000）和20 Gy（P=0.000）;颞颌关节的最大剂量比FF-IMRT降低10 Gy（P=0.000）;而在视神经、视交叉的保护上,TD与TH均不如FF-IMRT;靶区外正常组织受照剂量,TD计划具有一定优势。 结论:鼻咽癌患者TD计划的剂量学参数与TH计划相似,整体优于FF-IMRT计划,完全满足临床剂量学要求,可以作为一种新的治疗手段。     

准直器角度对颅内两个脑转移瘤容积旋转调强计划的影响

【摘 要】 目的:探讨多叶准直器角度对两个脑转移瘤容积旋转调强（VMAT）计划剂量学参数和机器跳数的影响。 方法:选择10例已放疗的颅内两个脑转移瘤患者CT图像作为研究对象,在准直器角度为0°,调整每条弧的准直器至合适角度,尽量使叶片能够最大遮挡病灶之间的正常脑组织,以VMAT方式分别设计计划,比较两组计划的靶区适形度指数、剂量梯度跌落指数（GI）、剂量均匀性指数（HI）、危及器官剂量分布、靶区周边正常组织受量体积以及机器跳数。 结果:与准直器角度为0°的计划比较,调整每条弧的准直器至合适角度,靶区适形度指数差异无统计学意义（t=1.084, P=0.32）,GI和HI差异具有统计学意义（GI:t=3.415, P=0.014;HI:t=3.455, P=0.014）;周边正常组织2和4 Gy剂量体积差异有统计学意义（P=0.018, P=0.045）,6、12和16 Gy剂量体积差异无统计学意义（P>0.05）;危及器官最大受照剂量相似,差异无统计学意义（P>0.05）;机器跳数平均减少282 MU。 结论:在两个多发脑转移瘤VMAT计划优化选择准直器运行方向,剂量梯度跌落更陡,剂量分布更均匀,且可降低正常组织低剂量区受量,以及明显减少机器跳数。     

基于肺部模体研究处方等剂量线对射波刀计划质量的影响

目的:基于仿真肺部模体研究不同处方等剂量线（PIDL）的选取对射波刀计划质量的影响。方法:以仿真肺部模体中球方中心球体外扩3 mm作为靶区,体积13.46 cc,设置3个剂量限值壳层,分别距离靶区表面2、15和25 mm。按照已制定的方案优化计划,在靶区处方覆盖率大于98%的情况下获得不同PIDL计划。结果:采用蒙特卡罗算法计算剂量获得40%~73% PIDL计划,其中剂量梯度指数、均匀性指数和V25与PIDL相关系数分别为0.960（P<0.01）、-1.000（P<0.01）和0.673（P=0.033）,其它参数与PIDL的相关性无统计学意义。结论:肺部模体的射波刀计划参数中剂量梯度指数、均匀性指数和V25与PIDL显著性相关。50%左右PIDL计划具有较陡峭剂量跌落梯度,同时较高或较低PIDL计划可能导致靶区剂量适形性下降。     

固定铅门技术应用于胸中段食管癌调强放疗的剂量学研究

【摘要】目的:探讨固定铅门调强计划（fj-IMRT）相对于常规分野调强计划（sf-IMRT）在胸中段食管癌放疗中的潜在剂量学优势。方法:选择10例接受根治性放疗的胸中段食管癌患者,分别制定sf-IMRT和fj-IMRT计划,统计靶区适形度指数、均匀性指数、靶区和危及器官的剂量体积参数、总射野数和机器跳数,各指标差异采用配对t检验。结果:sf-IMRT计划靶区D2%低于fj-IMRT计划（P=0.025）。双肺平均剂量（Dmean）、V5、V10、V20,左肺Dmean、V5、V10、V20、V30、V40,右肺Dmean、V5、V10,心脏Dmean和V40,靶区外身体Dmean、V5、V10、V20有显著差异（P<0.05）,fj-IMRT优于sf-IMRT计划。两计划射野总数相同,fj-IMRT计划和sf-IMRT计划机器跳数分别为（1 081.98±241.32） MU和（997.12±209.73） MU,sf-IMRT计划显著低于fj-IMRT计划（P=0.013）。结论:对于胸中段食管癌,fj-IMRT相较sf-IMRT能够显著降低肺、心脏和全身的低剂量照射,同时保证相似的靶区剂量覆盖和治疗实施效率。     

RapidArc和IMRT在脑胶质瘤术后放疗中保护海马的剂量学比较

目的:研究RapidArc和IMRT技术在脑胶质瘤术后放疗中保护海马的剂量学比较。 方法:选取22例脑胶质瘤术后行放疗患者,在其CT和MRI图像融合基础上勾画靶区和危及器官,分别设计IMRT和RapidArc计划,比较两种计划在计划靶区及危及器官的剂量学参数。 结果:两种计划均能满足处方剂量要求。与IMRT技术相比,RapidArc技术靶区适形度指数更接近于1（P<0.05）、靶区剂量均匀性指数无显著差异;在脑干和海马保护上,RapidArc技术比IMRT技术有明显优势,特别是海马的Dmax和Dmean值均显示在RapidArc技术中低于IMRT技术（P<0.05）。 结论:RapidArc计划可以达到或优于IMRT技术的靶区剂量分布,能更好地降低海马的受照射量,且相对MU和治疗时间均有很大的优势,是脑胶质瘤术后海马保护放射治疗计划较好的选择。     

螺旋断层加速器与常规加速器在肺癌调强放疗中的剂量学评估初探

目的:分析、比较用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的基于Helical TomoTherapy(HT)和常规加速器的调强放疗(IMRT)计划靶区剂量均匀性、适形度以及危及器官受照体积和剂量分布方面的差异,为HT技术进一步深入运用于临床工作提供了参考数据。方法:回顾性随机选择10例NSCLC患者,分别采用HT加速器和常规加速器对每例NSCLC患者行IMRT计划设计,然后比较靶区及危及器官(OARs)的剂量体积参数的差异。结果:在靶区方面,HT IMRT计划的靶区剂量均匀性指数(HI)和适形度指数(CI)均优于常规加速器IMRT(P=0.035、P=0.000)。在OARs方面,对于正常肺组织、V50、V30、V10、V5、平均剂量Dmean的差异有显著性意义(P=0.019、P=0.001、P=0.000、P=0.004、P=0.010)。就V5、V10、Dmean而言,HT计划高于常规加速器计划,就V20、V30、V50而言,HT计划低于后者。食管V35、Dmean的差异有显著性意义(P=0.006、P=0.015),而食管V55、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同。结论:对于NSCLC,基于HT的调强放疗能够提高更好的靶区适形度和均匀性,正常肺组织低剂量区受照体积增大,在临床应用中应予以注意。